Apa itu Fotosintesis?

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan seperti karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. dari bahasa Yunani φώτο- [fó̱to-], "cahaya," dan σύνθεσις [sýnthesis], "menggabungkan", "penggabungan".

Pemetaan fotosintesis biosfer duniapada tahun 2005
(SeaWiFS Project, Goddard Space Flight Center and ORBIMAGE/Wikimedia Commons)

Dalam catatan fosil, fotosintesis pertama kali terjadi sekitar 580.000.000 tahun yang lalu, pada masa awal Bumi membentuk atmosfer dan mulai berisi kehidupan. Makhluk hidup pertama yang melakukan fotosintesis adalah Ganggang Hijau/Chlorophyta, kemudian kadar oksigen semakin meningkat saat tumbuhan mulai naik ke daratan seperti Lumut dan Tumbuhan Paku pada 300.000.000 tahun yang lalu. Pada saat tumbuhan mulai berevolusi menjadi tanaman berbunga dan tanaman berbiji terbuka, ada beberapa hewan yang ikut melakukan fotosintesis dengan bersimbiosis dengan Ganggang Hijau.

REAKSI FOTOSINTESIS

Secara umum, reaksi fotosintesis adalah proses alamiah mengubah air dan karbon dioksida menjadi glukosa dan oksigen dengan membutuhkan sinar matahari. Berikut adalah bagan proses fotosintesis:

Bagan proses kimiawi fotosintesis
(ZooFari/Wikimedia Commons)

EFISIENSI FOTOSINTESIS

Efisiensi Energi adalah usaha yang bertujuan untuk mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan. Tumbuhan juga membutuhkan energi yang diambil dari Glukosa dengan mengubah cahaya matahari. Apalagi di saat malam dan minim cahaya, tumbuhan tetap melakukan proses respirasi dan fotosintesis, sehingga membutuhkan energi lebih banyak.

Bagan sederhana fotosintesis
(At09kg/Wikimedia Commons)

Pada saat sebuah daun mengubah cahaya matahari menjadi energi, memiliki tingkat efisiensi sebesar 3%-6%, dengan tingkat kegagalan konversi energi hanya sebesar 1%-2%. Setiap hari, tumbuhan yang berfotosintesis memiliki efisiensi energi sekitar 0,1%-8%, bandingkan dengan panel surya yang memiliki efisiensi energi sebesar 6%-20% untuk produksi listrik dan diatas 40% untuk peralatan laboratorium. Di masa kini, fotosintesis berperan dalam mengubah 100.000.000.000-150.000.000.000 ton karbon menjadi biomassa dengan daya sebesar 130 terawatts.

FAKTOR YANG BERPERAN DALAM FOTOSINTESIS

Kloroplas adalah organ vital tumbuhan yang bertugas menangkap sinar matahari dan memprosesnya menjadi energi dalam fotosintesis. Dalam tiap sel tanaman, terdapat 10-100 buah kloroplas. Pertama kali, kloroplas ditemukan oleh Hugo von Mohl di tahun 1837, diamati oleh Andreas Franz Wilhelm Schimper di tahun 1883 dan diklasifikasikan oleh Eduard Strasburger di tahun 1884. Didalam kloroplas terdapat zat hijau daun atau klorofil yang berada di jaringan thilakoid.

Bagan anatomi kloroplas
1. membran luar, 2. ruang antar membran, 3. membran dalam
4. stroma, 5. thylakoid lumen, 6. membran thylakoid
7. granum, 8. thylakoid, 9. starch
10. ribosome, 11. plastidial DNA, 12. plastoglobule
(SuperManu/Wikimedia Commons)

Kloroplas terdiri dari Stroma, tempat pembentukan energi tumbuhan saat malam, dan Grana, yang bertugas menangkap cahaya. Untuk melindungi Kloroplas terdapat membran ganda yang terbuat dari protein dan terdapat karotenoid, yang membuat tumbuhan berbunga memiliki berbagai macam warna.

Cahaya adalah bahan utama saat fotosintesis, yang akan diserap oleh kloroplas dan diambil proton-nya lalu dibuang elektronnya. Jika pada siang hari menggunakan cahaya matahari, maka pada malam hari menggunakan cahaya lampu dan bulan. Reaksi pengubahan cahaya sebagai bahan fotosintesis, seperti yang ditujukan oleh bagan berikut ini.

Bagan pengolahan cahaya oleh stroma dan thylakoid
(Somepics/Wikimedia Commons)

Air adalah bahan utama yang berguna sebagai pengangkut mineral dan unsur hara dari dalam tanah yang diserap oleh akar, lalu bergerak ke daun menggunakan daya kapilaritas yang ada pada pembuluh batang (xylem) dan pembuluh tapis (floem). Dalam perkebunan dan pertanian, air yang bercampur pupuk menjadi sumber nutrisi bagi tanaman pangan.

Bagan pengolahan karbondioksida dalam fotosintesis
(Adenosine/Wikimedia Commons)

Karbon Dioksida, merupakan unsur gas yang dibutuhkan dalam fotosintesis untuk diubah menjadi oksigen. Karbon dioksida diserap oleh tanaman melalui proses respirasi, yang disebut sebagai proses C4 Fiksasi Karbon, seperti yang ditujukan pada bagan diatas.

Walau melewati banyak proses rumit dan terkesan lama, namun proses fotosintesis berperan penting dalam mengurai kadar karbondioksida di atmosfer yang menjadi salah satu penyebab perubahan iklim. Namun sangat disayangkan, maraknya perambahan hutan dan alih fungsi lahan menyebabkan jumlah hutan dan pepohonan membuat perubahan iklim dan pemanasan global semakin buruk. Mari kita jaga bersama hutan kita, demi masa depan anak cucu kita!